如图(
a)所示,平行长直导轨MN、PQ水平放置,两导轨间距L=0.5
m,导轨左端M、P间接有一阻值R=0.2Ω的定值电阻,导体棒
ab质量
m=0.1
kg,与导轨间的动摩擦因数μ=0.1,导体棒垂直于导轨放在距离左端为
d=1.0
m处,导轨和导体棒始终接触良好,电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中,
t=0时刻,磁场方向竖直向下,此后,磁感应强度B随时间
t的变化如图(
b)所示,不计感应电流磁场的影响.取重力加速度
g=10
m/
s2.
(1)求
t=0时棒所受到的安培力F
0;
(2)分析前3
s时间内导体棒的运动情况并求前3
s内棒所受的摩擦力
f随时间
t变化的关系式;
(3)若
t=3
s时,突然使
ab棒获得向右的速度
v0=8
m/
s,同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力 F,使棒的加速度大小恒为
a=4
m/
s2、方向向左.求从
t=3
s到
t=6
s的时间内通过电阻的电量
q.
